情報パターンの読み取り・真贋判定方法
【課題】赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンを読み取る手段として、情報パターンの読み取りのみならず、その真贋をも判定できる方法を提供する。
【解決手段】基材上の情報パターンを含むパターン記録領域に赤外線を照射したときに、情報パターンの存在する部分（情報パターン存在部）では蛍光インキに対する励起波長領域で赤外線の吸収が起こることにより情報パターンの存在しない部分に比べて赤外線の反射率が低くなることを利用して、前記パターン記録領域における情報パターンを読み取る一方、前記情報パターン存在部からの赤外線の発光の有無を検出することにより、当該情報パターンの真贋を判定する。
【解決手段】基材上の情報パターンを含むパターン記録領域に赤外線を照射したときに、情報パターンの存在する部分（情報パターン存在部）では蛍光インキに対する励起波長領域で赤外線の吸収が起こることにより情報パターンの存在しない部分に比べて赤外線の反射率が低くなることを利用して、前記パターン記録領域における情報パターンを読み取る一方、前記情報パターン存在部からの赤外線の発光の有無を検出することにより、当該情報パターンの真贋を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンの読み取りおよび真贋判定を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、偽造防止や秘密保持を図るため、赤外線の照射により励起されて当該照射光の中心波長とは異なる波長の蛍光を発する蛍光物質を含んだ蛍光インキを用いて、紙やプラスチック、金属等の物品を構成する基材上に、肉眼では見えない不可視バーコード（いわゆるステルス・バーコード）を印刷形成し、この印刷物に前記赤外線を照射して、バーコード部分から発せられる蛍光を光学的に検出することで、コード情報を読み取り可能とした技術が知られている（例えば特許文献１）。これによれば、肉眼ではバーコードを読み取ることができず、これに所定の赤外線を照射してバーコード部分から発せられる蛍光を光学的に検出しないかぎり、その情報を読み取ることができないため、通常のインキで可視のバーコードを形成した場合に比べてセキュリティ性を高めることができる。
【０００３】
一方、近年においては、従来のバーコード等の一次元コードに比べてより多くの情報を持たせることができる例えばＱＲコード（登録商標）等の二次元コードを利用する場面も多くなっている。この二次元コードのように縦・横方向に所定の情報パターンを比較的高密度に記録するものにあっては、一次元コードのように特定波長領域の赤外線照射によって発光する赤外励起・赤外発光性の蛍光物質を用いて情報パターンを形成し、その発光（蛍光）を読み取る方式（以下、適宜、「赤外励起・赤外発光読み取り方式」という）を採るのは難しい。基材上の情報パターンの形成されている部分、つまり蛍光物質の存在する各部からの蛍光が全方向に放射されるため、情報パターンに対応する赤外発光強度の分布を光学的に検出することが極めて困難となる（情報パターンの読み取りに必要な十分な解像度が得られにくい）からである。
【０００４】
このため、二次元コードのように縦・横方向に所定のパターンを有するものにあっては、可視光領域で光透過性が高く赤外波長領域で吸収を示す赤外吸収体を用いて、可視光および赤外線に対して反射性を有する基材上に肉眼では見えない情報パターンを記録することも行われている（例えば特許文献２）。この場合、赤外吸収体を用いて記録された情報パターンの存在する部分では、特定波長領域の赤外線を照射したときに赤外吸収体による吸収が起こり、その分だけ反射光の強度が低下するから、この赤外線反射光の強弱（反射率）を検出することによって、基材上に形成されている情報パターンを読み取る方式（以下、適宜、「赤外励起・赤外吸収読み取り方式」という）が採られる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７１８９号公報
【特許文献２】特開２０００−６５１２号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような赤外励起・赤外吸収読み取り方式では、本来の情報パターン形成用の蛍光インキとは異なる赤外領域に吸収を有するインキを用いて真の情報パターンとパターンが同じもの（偽の情報パターン）を印刷したりコピーしたりして記録した場合であっても、用いたインキが広い波長領域にわたって赤外吸収性を示すものであれば、情報パターン記録領域に赤外線を照射したときに本来の情報パターンにおいて見られる赤外線吸収が前記の偽の情報パターンにおいても検出されてしまうことになる。したがって、情報パターン存在部の赤外線吸収あるいは赤外線反射を検出して情報パターンを読み取っただけでは、それが本来の蛍光インキを用いて記録された真の情報パターンであるか、本来の蛍光インキとは異なる別のインキを用いて記録された偽の情報パターンであるかを知ることはできない。
【０００７】
本発明は、このような問題に対処するもので、赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンを読み取る場合において、情報パターンの読み取りのみならず、その真贋をも判定できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンの読み取りおよび真贋判定を行う方法において、次のように構成したことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、基材上の情報パターンを含むパターン記録領域（情報パターンが記録される基材上の所定領域）に赤外線を照射したときに、情報パターンの存在する部分（情報パターン存在部）では蛍光インキに対する励起波長領域で赤外線の吸収が起こることにより情報パターンの存在しない部分（情報パターン不存在部）に比べて赤外線の反射率が低くなることを利用して、当該赤外線反射光の強弱により前記情報パターンを読み取る一方、前記情報パターン存在部からの赤外線の発光の有無を検出し、この検出結果に基づいて当該情報パターンの真贋を判定する。具体的には、パターン記録領域に特定波長領域の赤外線を照射して、情報パターン存在部から蛍光インキの発する赤外線を検出したときに当該情報パターンを真と判定し、そのような赤外線を検出しなかったときに当該情報パターンを偽と判定する。
【００１０】
本発明方法によって読み取られるべき情報パターンは、波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍに吸収のピークを持つ蛍光インキ、あるいは波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍの赤外線によって励起されて波長９５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を発する蛍光インキを用いて記録されたものであるのが好ましい。これは、次のような理由による。すなわち、材料を変えればある程度これらの波長を変えることは可能であるが、信頼性をもった光学的読取りを行うには励起と発光波長の間隔は１００〜２００ｎｍは離しておくのが望ましい。一方、励起用光源、受光用素子はその発光、受光感度波長領域が１０００ｎｍを越えると一般的な部品ではなくなるため高価なものとなってしまう。こういった条件の中、使用可能な不可視波長領域を７５０〜１０００ｎｍとした場合において、既存の光学部品の有している発光・受光感度の波長特性と蛍光体の材料の励起・発光波長領域の組合せ特性を考慮した結果、上記のような光学特性を有する蛍光インキを用いて情報パターンを記録しておくのが好ましいとの結論に至ったものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基材上のパターン記録領域に赤外線を照射したときに、パターン記録領域の各部において生じる赤外線反射光の強弱により情報パターンが読み取られるので、縦・横方向に複雑なパターンを有する二次元コードのようなものについても、比較的良好にその情報パターンを読み取ることができる。同時に、パターン記録領域における情報パターン存在部からの赤外線発光の有無を検出することで、読み取られた情報パターンの真贋判定をも容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明方法は、一次元バーコードのような比較的単純な情報パターンについてその読み取りと真贋を判定する手段として用いることも可能であるが、先に述べたような理由から、一次元バーコードよりも真贋の判定が困難な二次元コード等の比較的複雑な情報パターンの読み取り・真贋判定作業に適用するのがより効果的である。
【００１３】
本発明方法によって読み取られるべき情報パターンは、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて基材上に記録されるものであるが、この場合の蛍光インキに用いる蛍光体としては、先に述べたように波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍに吸収のピークを持つもの、特に波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍの赤外線によって励起されて波長９５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を発するものが好ましい。このような蛍光体としては、本願出願人の先願に係る特開平８−１５１５４５号公報に記載されているようなものを例示することができる。具体的には、例えば以下のような蛍光体である。
【００１４】
光学活性元素として少なくともＮｂまたはＹｂを有し、その光学活性元素の他にＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物と、アルカリ土類金属とを含有してなる蛍光体（以下では「特定蛍光体」という）。この特定蛍光体の平均粒子サイズは１μｍ以下であるのが好ましい。
【００１５】
特定蛍光体において、ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物に対する光学活性元素の原子比率ｓを０＜ｓ≦２としたもの。
【００１６】
特定蛍光体において、ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物に対するアルカリ土類金属の原子比率ｔを０＜ｔ≦３としたもの。
【００１７】
特定蛍光体において、下記の一般式（９）を有する化合物からなるもの。
一般式（９）
（Ｎｄ1-X ＹｂX ）Y ＱZ （ＲＯ4 ）
式中ＱはＣａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｂａのグループから選択された少なくとも１種の元素、ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、Ｘは０〜１の範囲の数値、Ｙは０を超え１未満の数値、Ｚは０を超え１以下の数値。
【００１８】
特定蛍光体において、下記の一般式（１０）を有する化合物からなるもの。
一般式（１０）
（Ｎｄ1-X ＹｂX ）2YＱ8-3Y（ＲＯ4 ）8
式中ＱはＣａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｂａのグループから選択された少なくとも１種の元素、ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、Ｘは０〜１の範囲の数値、Ｙは０を超え８／３の範囲の数値。
【００１９】
特定蛍光体において、前記一般式（１０）中のＸが0.０２〜0.６の範囲の数値で、かつＹが１／３〜５／３の範囲の数値であるもの。
【００２０】
特定蛍光体において、前記アルカリ土類金属がＣａであるもの。
【００２１】
このような蛍光体は、同じく特開平８−１５１５４５号公報に記載された次のような方法によって製造することができる。すなわち、Ｔ2 Ｏ4 ・ｎＨ2 Ｏ（ただし式中ＴはＬｉ，Ｎａ，Ｋのグループから選択された少なくとも１種の元素、ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、ｎは０以上の数値）で示される塩を含むフラックス材料に、ＮｄまたはＹｂの少なくとも１種の光学活性元素と、ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物と、アルカリ土類金属とを入れて焼成した後、前記フラックス材料を溶剤で溶解して除去する。この場合、フラックス材料のＴがＮａ、フラックス材料のＲがＭｏであることが好ましく、フラックス材料の蛍光体材料に対する混合モル比を１〜１０の範囲に規制するのが好ましい。
【００２２】
本発明方法による読み取りに適した情報パターンは、例えば、先の蛍光体を含有した蛍光インキを用いて、赤外線に対して反射性を有する基材上に印刷することによって形成することができる。このようにして形成される印刷物の一例を図１に示す。この図１に例示した印刷物１においては、基材として白板紙１３が使用され、その上にオフセット印刷により二次元コードからなる情報パターン１１が形成されている。さらにこの情報パターン１１が形成された白色板１３上には、赤外線透過性を有するプロセスインキ４色（藍、紅、黄、黒；ただし、すべてカーボンブラックを含まないインキ）を用いてオフセット印刷により形成されたカラー画像層１２が設けられている。
【００２３】
赤外線に対して反射性を有する基材としては、例えば白紙、プラスチックフィルムに白色印刷したもの等を挙げることができる。この場合のプラスチックフィルムとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、合成紙などが挙げられる。完成品の用途によりそれぞれ紙・フィルムの優位性があると考えられ一概にはどれが良いとは言えないが、後述する本発明実施例では安価な点や扱いやすさなどから白紙を選択した。ただし、これらに限られるものではなく、赤外線反射性を有し且つ情報パターンを記録できるものであれば、どのような基材であっても構わない。
【００２４】
次に、本発明に係る情報パターンの読み取り・真贋判定方法で使用する情報パターン読み取り装置について説明する。図２に、本発明方法で使用する情報パターン読み取り・真贋判定装置の一構成例を示す。
【００２５】
この情報パターン読み取り・真贋判定装置は、情報パターン読み取り部分と、真贋判定部分とを有する。このうち、情報パターン読み取り部分は、光信号を取り込んで電気信号に変換する例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）あるいは相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）からなる光電変換素子部１４と、電気信号をコード情報に変換するデコード回路２０と、このデコード回路２０および後述する増幅回路からの出力を受けて前記コード情報の判定及び処理を行うデータ処理部２１と、光電変換素子部１４の前方に配置された赤外領域の光を選択的に通す光学フィルタ部１５と、図１に示した印刷物１上に記録された情報パターンの反射光の強弱を再生するために所定の光を前記情報パターンに照射する例えば半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）といった発光素子からなる光源１６と、情報パターンの検出時期に対応して所定の電圧を出力する光源等駆動用の駆動電源（駆動回路）２２と、光源１６の前方に配置された所定の赤外領域の光を選択的に通す光学フィルタ部１７とを備えた構成である。
【００２６】
一方、真贋判定部分は、光源１６から照射された位置における蛍光体からの発光を取り込んで電気信号に変える例えばフォトダイオード（ＰＤ）からなる光電変換素子部１８と、光電変換素子部１８の前面に配置された所定の赤外領域の光を選択的に通す光学フィルタ部１９と、光電変換素子部１８により変換された電気信号を所定の大きさに増幅する増幅回路２３とを備えた構成である。
【００２７】
なお、光電変換素子１４は波長８００〜８５０ｎｍ付近に特に感度を有するものが使用され、光電変換素子１８としては、近赤外領域、特に波長１０００ｎｍ付近に受光感度を有するものが使用され、光源１６としては、８００〜８５０ｎｍ付近に発光波長のピークを有するものが使用されている。
【実施例】
【００２８】
まず、以下に述べるような本物の情報パターンを形成した印刷物Ａと、偽物（コピー）の情報パターンを形成した印刷物Ｂを作製した。印刷物ＡおよびＢは、後述する材料を使用して下記のようにして作製したものであるが、これらの層構成は、先の図１に示した印刷物１と同様であるので、印刷物ＡおよびＢの各部の説明に際しては図１を使用する。また、これらの印刷物ＡおよびＢにおける情報パターンの読み取り・真贋判定を行うに当たっては、先に述べた情報パターン読み取り・真贋判定装置（図２参照）を使用した。
【００２９】
《印刷物Ａ》
あらかじめ、後述する蛍光インキ作製用の材料として、下記組成を有するＵＶ樹脂およびＵＶ開始剤をそれぞれ調整した。
〈ＵＶ樹脂〉
・フォトマー６００８（稲畑産業社製） ５４重量部
・ネオマーＤＡ６００（三洋化成社製） ３３重量部
・ＥＡ１０２０（新中村化学社製） １０重量部
・ＭＲ２６０（大八化学社製） ３重量部
〈ＵＶ開始剤〉
・ＩＲ９０７（三木産業社製） ４０重量部
・ダロキュア１１７３（長瀬産業社製） ６０重量部
【００３０】
図１に示したような基材１３（北越製紙社製：Ｎ−Ｗ３６０ｇ／ｍ2 ）上に、既述の特定蛍光体（４３重量部）および上記ＵＶ樹脂（４５重量部）をビーズミルで１０分間分散を行い、その後、上記ＵＶ開始剤１２重量部を加えて、これらを５分間攪拌することにより、赤外励起により赤外発光する蛍光インクを作製した。ここで、上記特定蛍光体としては、先の一般式（１０）、すなわち（Ｎｄ1-X ＹｂX ）2YＱ8-3Y（ＲＯ4 ）8 で表される化合物の中でも特に、ＱとしてＣａを、またＲとしてＭｏをそれぞれ使用し、かつ添え字の「Ｘ」および「Ｙ」をそれぞれ、０＜Ｘ＜1 、0 ＜Ｙ＜８／３の範囲の数値とした組成を有する蛍光体を使用した。
【００３１】
この蛍光インキを用いてオフセット印刷により基材１３上に情報パターン１１を形成し、次いでこの情報パターン１３が形成された基材１３上に、赤外線を透過する性質を有するプロセスインキ４色（藍・紅・黄：ＴＯＫＡ社製 ベストキュアーＵＶ １６１ Ｓシリーズ、黒：ＴＯＫＡ社製 ベストキュアー ＵＶ ＮＶＲ シリーズ）を用いて任意のカラー画像１２をオフセット印刷して、目的とする図１に示すような層構成を有する印刷物Ａを得た。
【００３２】
得られた印刷物Ａは、全てオフセット印刷により印刷層が形成されているため、各インキの厚みが１〜２μｍ程度と薄く、パターン形成に伴う段差がほとんど存在しない。そのため表面形状から情報パターン１１を確認することは困難であり、また情報パターン１１を形成するインキは淡い水色で、これにカラー画像１２が覆っているため、色目の確認も困難であった。
【００３３】
《印刷物Ｂ》
一方、印刷物Ｂとして、印刷物Ａと同じ層構成（図１参照）を有し、情報パターン１１のみ印刷物Ａとは異なりカーボンブラックを含有する黒色インク（ＴＯＫＡ社製；ベストキュアー ＵＶ ＮＶＲ シリーズ）を用いてオフセット印刷されたものを作製した。得られた印刷物Ｂでは、カラー画像を上から印刷してもほとんど隠蔽できずパターンが見えてしまっていた（肉眼による観察結果）。
【００３４】
《情報パターンの読み取り》
図２に示した情報パターン読み取り・真贋判定装置において、光電変換素子部１４としてＣＣＤカメラ（松下電工社製；ＡＮ８３２）を使用し、そのレンズ前面に、光学フィルタ部１５として、長波長カットフィルタ（朝日分光社製；ＳＩ０８４０）１５−１および短波長カットフィルタ（朝日分光社製；ＬＩ０８１０）１５−２を取り付けた。図３に、この場合に使用した長波長カットフィルタ１５−１および短波長カットフィルタ１５−２の光学特性を示す。
【００３５】
次いで、情報パターン１１が形成された印刷物Ａに対し、前記光学フィルタ部１５と同様の長波長および短波長の両カットフィルタを備えた光学フィルタ部１７を介して、８００ｎｍ付近に発光ピークを有する光源（ここではＬＥＤ）１６の光を照射した。その結果、プロセスインキによるカラー画像は読み取れず、光源１６からの光が吸収されることによって黒く見える情報パターン１１のみが識別できた。
【００３６】
同様にして、情報パターン１１が形成された印刷物Ｂに対し光源１６の光を照射したところ、印刷物Ａと同じく、プロセスインキによるカラー画像は読み取れず、光源１６からの光が吸収されることによって黒く見える情報パターン１１のみが識別できた。
【００３７】
《情報パターンの真贋判定》
次に、印刷物ＡおよびＢにおける情報パターン１１が本物であるか偽物であるかを判定するために、光源１６（ＬＥＤ）から８００ｎｍ付近に発光ピークを有する光を印刷物ＡおよびＢの情報パターン形成部分に照射した。そして、これらの情報パターン形成部分からの反射光が入力される光学フィルタ部１９としてハイパスフィルタ（朝日分光社製；ＬＩ０９６０）を備えた光電変換素子１８（ここではＰＤ）で、情報パターン形成部分からの９６０ｎｍから１０００ｎｍ以下での発光の有無を検知したところ、印刷物Ｂにおいては発光は検知されず、印刷物Ａのみ発光出力を検知することができた。こうして、印刷物Ａにおける情報パターンは本物であり、印刷物Ｂにおける情報パターンは偽物であると判定することができた。
【００３８】
なお、図３には、この場合に光学フィルタ部１９として使用したハイパスフィルタ（朝日分光社製；ＬＩ０９６０）の光学特性も示しておいた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明方法によって読み取られる情報パターンが記録された印刷物の一例を模式的に示す断面図。
【図２】本発明方法で使用する情報パターン読み取り・真贋判定装置の一構成例を示す構成図。
【図３】本発明の実施例で使用した各光学フィルタの光学特性（光透過率と波長との関係）を示すスペクトル図。
【符号の説明】
【００４０】
１ 印刷物
１１ 情報パターン
１３ 基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンの読み取りおよび真贋判定を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、偽造防止や秘密保持を図るため、赤外線の照射により励起されて当該照射光の中心波長とは異なる波長の蛍光を発する蛍光物質を含んだ蛍光インキを用いて、紙やプラスチック、金属等の物品を構成する基材上に、肉眼では見えない不可視バーコード（いわゆるステルス・バーコード）を印刷形成し、この印刷物に前記赤外線を照射して、バーコード部分から発せられる蛍光を光学的に検出することで、コード情報を読み取り可能とした技術が知られている（例えば特許文献１）。これによれば、肉眼ではバーコードを読み取ることができず、これに所定の赤外線を照射してバーコード部分から発せられる蛍光を光学的に検出しないかぎり、その情報を読み取ることができないため、通常のインキで可視のバーコードを形成した場合に比べてセキュリティ性を高めることができる。
【０００３】
一方、近年においては、従来のバーコード等の一次元コードに比べてより多くの情報を持たせることができる例えばＱＲコード（登録商標）等の二次元コードを利用する場面も多くなっている。この二次元コードのように縦・横方向に所定の情報パターンを比較的高密度に記録するものにあっては、一次元コードのように特定波長領域の赤外線照射によって発光する赤外励起・赤外発光性の蛍光物質を用いて情報パターンを形成し、その発光（蛍光）を読み取る方式（以下、適宜、「赤外励起・赤外発光読み取り方式」という）を採るのは難しい。基材上の情報パターンの形成されている部分、つまり蛍光物質の存在する各部からの蛍光が全方向に放射されるため、情報パターンに対応する赤外発光強度の分布を光学的に検出することが極めて困難となる（情報パターンの読み取りに必要な十分な解像度が得られにくい）からである。
【０００４】
このため、二次元コードのように縦・横方向に所定のパターンを有するものにあっては、可視光領域で光透過性が高く赤外波長領域で吸収を示す赤外吸収体を用いて、可視光および赤外線に対して反射性を有する基材上に肉眼では見えない情報パターンを記録することも行われている（例えば特許文献２）。この場合、赤外吸収体を用いて記録された情報パターンの存在する部分では、特定波長領域の赤外線を照射したときに赤外吸収体による吸収が起こり、その分だけ反射光の強度が低下するから、この赤外線反射光の強弱（反射率）を検出することによって、基材上に形成されている情報パターンを読み取る方式（以下、適宜、「赤外励起・赤外吸収読み取り方式」という）が採られる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７１８９号公報
【特許文献２】特開２０００−６５１２号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような赤外励起・赤外吸収読み取り方式では、本来の情報パターン形成用の蛍光インキとは異なる赤外領域に吸収を有するインキを用いて真の情報パターンとパターンが同じもの（偽の情報パターン）を印刷したりコピーしたりして記録した場合であっても、用いたインキが広い波長領域にわたって赤外吸収性を示すものであれば、情報パターン記録領域に赤外線を照射したときに本来の情報パターンにおいて見られる赤外線吸収が前記の偽の情報パターンにおいても検出されてしまうことになる。したがって、情報パターン存在部の赤外線吸収あるいは赤外線反射を検出して情報パターンを読み取っただけでは、それが本来の蛍光インキを用いて記録された真の情報パターンであるか、本来の蛍光インキとは異なる別のインキを用いて記録された偽の情報パターンであるかを知ることはできない。
【０００７】
本発明は、このような問題に対処するもので、赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンを読み取る場合において、情報パターンの読み取りのみならず、その真贋をも判定できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンの読み取りおよび真贋判定を行う方法において、次のように構成したことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、基材上の情報パターンを含むパターン記録領域（情報パターンが記録される基材上の所定領域）に赤外線を照射したときに、情報パターンの存在する部分（情報パターン存在部）では蛍光インキに対する励起波長領域で赤外線の吸収が起こることにより情報パターンの存在しない部分（情報パターン不存在部）に比べて赤外線の反射率が低くなることを利用して、当該赤外線反射光の強弱により前記情報パターンを読み取る一方、前記情報パターン存在部からの赤外線の発光の有無を検出し、この検出結果に基づいて当該情報パターンの真贋を判定する。具体的には、パターン記録領域に特定波長領域の赤外線を照射して、情報パターン存在部から蛍光インキの発する赤外線を検出したときに当該情報パターンを真と判定し、そのような赤外線を検出しなかったときに当該情報パターンを偽と判定する。
【００１０】
本発明方法によって読み取られるべき情報パターンは、波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍに吸収のピークを持つ蛍光インキ、あるいは波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍの赤外線によって励起されて波長９５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を発する蛍光インキを用いて記録されたものであるのが好ましい。これは、次のような理由による。すなわち、材料を変えればある程度これらの波長を変えることは可能であるが、信頼性をもった光学的読取りを行うには励起と発光波長の間隔は１００〜２００ｎｍは離しておくのが望ましい。一方、励起用光源、受光用素子はその発光、受光感度波長領域が１０００ｎｍを越えると一般的な部品ではなくなるため高価なものとなってしまう。こういった条件の中、使用可能な不可視波長領域を７５０〜１０００ｎｍとした場合において、既存の光学部品の有している発光・受光感度の波長特性と蛍光体の材料の励起・発光波長領域の組合せ特性を考慮した結果、上記のような光学特性を有する蛍光インキを用いて情報パターンを記録しておくのが好ましいとの結論に至ったものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基材上のパターン記録領域に赤外線を照射したときに、パターン記録領域の各部において生じる赤外線反射光の強弱により情報パターンが読み取られるので、縦・横方向に複雑なパターンを有する二次元コードのようなものについても、比較的良好にその情報パターンを読み取ることができる。同時に、パターン記録領域における情報パターン存在部からの赤外線発光の有無を検出することで、読み取られた情報パターンの真贋判定をも容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明方法は、一次元バーコードのような比較的単純な情報パターンについてその読み取りと真贋を判定する手段として用いることも可能であるが、先に述べたような理由から、一次元バーコードよりも真贋の判定が困難な二次元コード等の比較的複雑な情報パターンの読み取り・真贋判定作業に適用するのがより効果的である。
【００１３】
本発明方法によって読み取られるべき情報パターンは、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて基材上に記録されるものであるが、この場合の蛍光インキに用いる蛍光体としては、先に述べたように波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍに吸収のピークを持つもの、特に波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍの赤外線によって励起されて波長９５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を発するものが好ましい。このような蛍光体としては、本願出願人の先願に係る特開平８−１５１５４５号公報に記載されているようなものを例示することができる。具体的には、例えば以下のような蛍光体である。
【００１４】
光学活性元素として少なくともＮｂまたはＹｂを有し、その光学活性元素の他にＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物と、アルカリ土類金属とを含有してなる蛍光体（以下では「特定蛍光体」という）。この特定蛍光体の平均粒子サイズは１μｍ以下であるのが好ましい。
【００１５】
特定蛍光体において、ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物に対する光学活性元素の原子比率ｓを０＜ｓ≦２としたもの。
【００１６】
特定蛍光体において、ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物に対するアルカリ土類金属の原子比率ｔを０＜ｔ≦３としたもの。
【００１７】
特定蛍光体において、下記の一般式（９）を有する化合物からなるもの。
一般式（９）
（Ｎｄ1-X ＹｂX ）Y ＱZ （ＲＯ4 ）
式中ＱはＣａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｂａのグループから選択された少なくとも１種の元素、ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、Ｘは０〜１の範囲の数値、Ｙは０を超え１未満の数値、Ｚは０を超え１以下の数値。
【００１８】
特定蛍光体において、下記の一般式（１０）を有する化合物からなるもの。
一般式（１０）
（Ｎｄ1-X ＹｂX ）2YＱ8-3Y（ＲＯ4 ）8
式中ＱはＣａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｂａのグループから選択された少なくとも１種の元素、ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、Ｘは０〜１の範囲の数値、Ｙは０を超え８／３の範囲の数値。
【００１９】
特定蛍光体において、前記一般式（１０）中のＸが0.０２〜0.６の範囲の数値で、かつＹが１／３〜５／３の範囲の数値であるもの。
【００２０】
特定蛍光体において、前記アルカリ土類金属がＣａであるもの。
【００２１】
このような蛍光体は、同じく特開平８−１５１５４５号公報に記載された次のような方法によって製造することができる。すなわち、Ｔ2 Ｏ4 ・ｎＨ2 Ｏ（ただし式中ＴはＬｉ，Ｎａ，Ｋのグループから選択された少なくとも１種の元素、ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、ｎは０以上の数値）で示される塩を含むフラックス材料に、ＮｄまたはＹｂの少なくとも１種の光学活性元素と、ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物と、アルカリ土類金属とを入れて焼成した後、前記フラックス材料を溶剤で溶解して除去する。この場合、フラックス材料のＴがＮａ、フラックス材料のＲがＭｏであることが好ましく、フラックス材料の蛍光体材料に対する混合モル比を１〜１０の範囲に規制するのが好ましい。
【００２２】
本発明方法による読み取りに適した情報パターンは、例えば、先の蛍光体を含有した蛍光インキを用いて、赤外線に対して反射性を有する基材上に印刷することによって形成することができる。このようにして形成される印刷物の一例を図１に示す。この図１に例示した印刷物１においては、基材として白板紙１３が使用され、その上にオフセット印刷により二次元コードからなる情報パターン１１が形成されている。さらにこの情報パターン１１が形成された白色板１３上には、赤外線透過性を有するプロセスインキ４色（藍、紅、黄、黒；ただし、すべてカーボンブラックを含まないインキ）を用いてオフセット印刷により形成されたカラー画像層１２が設けられている。
【００２３】
赤外線に対して反射性を有する基材としては、例えば白紙、プラスチックフィルムに白色印刷したもの等を挙げることができる。この場合のプラスチックフィルムとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、合成紙などが挙げられる。完成品の用途によりそれぞれ紙・フィルムの優位性があると考えられ一概にはどれが良いとは言えないが、後述する本発明実施例では安価な点や扱いやすさなどから白紙を選択した。ただし、これらに限られるものではなく、赤外線反射性を有し且つ情報パターンを記録できるものであれば、どのような基材であっても構わない。
【００２４】
次に、本発明に係る情報パターンの読み取り・真贋判定方法で使用する情報パターン読み取り装置について説明する。図２に、本発明方法で使用する情報パターン読み取り・真贋判定装置の一構成例を示す。
【００２５】
この情報パターン読み取り・真贋判定装置は、情報パターン読み取り部分と、真贋判定部分とを有する。このうち、情報パターン読み取り部分は、光信号を取り込んで電気信号に変換する例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）あるいは相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）からなる光電変換素子部１４と、電気信号をコード情報に変換するデコード回路２０と、このデコード回路２０および後述する増幅回路からの出力を受けて前記コード情報の判定及び処理を行うデータ処理部２１と、光電変換素子部１４の前方に配置された赤外領域の光を選択的に通す光学フィルタ部１５と、図１に示した印刷物１上に記録された情報パターンの反射光の強弱を再生するために所定の光を前記情報パターンに照射する例えば半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）といった発光素子からなる光源１６と、情報パターンの検出時期に対応して所定の電圧を出力する光源等駆動用の駆動電源（駆動回路）２２と、光源１６の前方に配置された所定の赤外領域の光を選択的に通す光学フィルタ部１７とを備えた構成である。
【００２６】
一方、真贋判定部分は、光源１６から照射された位置における蛍光体からの発光を取り込んで電気信号に変える例えばフォトダイオード（ＰＤ）からなる光電変換素子部１８と、光電変換素子部１８の前面に配置された所定の赤外領域の光を選択的に通す光学フィルタ部１９と、光電変換素子部１８により変換された電気信号を所定の大きさに増幅する増幅回路２３とを備えた構成である。
【００２７】
なお、光電変換素子１４は波長８００〜８５０ｎｍ付近に特に感度を有するものが使用され、光電変換素子１８としては、近赤外領域、特に波長１０００ｎｍ付近に受光感度を有するものが使用され、光源１６としては、８００〜８５０ｎｍ付近に発光波長のピークを有するものが使用されている。
【実施例】
【００２８】
まず、以下に述べるような本物の情報パターンを形成した印刷物Ａと、偽物（コピー）の情報パターンを形成した印刷物Ｂを作製した。印刷物ＡおよびＢは、後述する材料を使用して下記のようにして作製したものであるが、これらの層構成は、先の図１に示した印刷物１と同様であるので、印刷物ＡおよびＢの各部の説明に際しては図１を使用する。また、これらの印刷物ＡおよびＢにおける情報パターンの読み取り・真贋判定を行うに当たっては、先に述べた情報パターン読み取り・真贋判定装置（図２参照）を使用した。
【００２９】
《印刷物Ａ》
あらかじめ、後述する蛍光インキ作製用の材料として、下記組成を有するＵＶ樹脂およびＵＶ開始剤をそれぞれ調整した。
〈ＵＶ樹脂〉
・フォトマー６００８（稲畑産業社製） ５４重量部
・ネオマーＤＡ６００（三洋化成社製） ３３重量部
・ＥＡ１０２０（新中村化学社製） １０重量部
・ＭＲ２６０（大八化学社製） ３重量部
〈ＵＶ開始剤〉
・ＩＲ９０７（三木産業社製） ４０重量部
・ダロキュア１１７３（長瀬産業社製） ６０重量部
【００３０】
図１に示したような基材１３（北越製紙社製：Ｎ−Ｗ３６０ｇ／ｍ2 ）上に、既述の特定蛍光体（４３重量部）および上記ＵＶ樹脂（４５重量部）をビーズミルで１０分間分散を行い、その後、上記ＵＶ開始剤１２重量部を加えて、これらを５分間攪拌することにより、赤外励起により赤外発光する蛍光インクを作製した。ここで、上記特定蛍光体としては、先の一般式（１０）、すなわち（Ｎｄ1-X ＹｂX ）2YＱ8-3Y（ＲＯ4 ）8 で表される化合物の中でも特に、ＱとしてＣａを、またＲとしてＭｏをそれぞれ使用し、かつ添え字の「Ｘ」および「Ｙ」をそれぞれ、０＜Ｘ＜1 、0 ＜Ｙ＜８／３の範囲の数値とした組成を有する蛍光体を使用した。
【００３１】
この蛍光インキを用いてオフセット印刷により基材１３上に情報パターン１１を形成し、次いでこの情報パターン１３が形成された基材１３上に、赤外線を透過する性質を有するプロセスインキ４色（藍・紅・黄：ＴＯＫＡ社製 ベストキュアーＵＶ １６１ Ｓシリーズ、黒：ＴＯＫＡ社製 ベストキュアー ＵＶ ＮＶＲ シリーズ）を用いて任意のカラー画像１２をオフセット印刷して、目的とする図１に示すような層構成を有する印刷物Ａを得た。
【００３２】
得られた印刷物Ａは、全てオフセット印刷により印刷層が形成されているため、各インキの厚みが１〜２μｍ程度と薄く、パターン形成に伴う段差がほとんど存在しない。そのため表面形状から情報パターン１１を確認することは困難であり、また情報パターン１１を形成するインキは淡い水色で、これにカラー画像１２が覆っているため、色目の確認も困難であった。
【００３３】
《印刷物Ｂ》
一方、印刷物Ｂとして、印刷物Ａと同じ層構成（図１参照）を有し、情報パターン１１のみ印刷物Ａとは異なりカーボンブラックを含有する黒色インク（ＴＯＫＡ社製；ベストキュアー ＵＶ ＮＶＲ シリーズ）を用いてオフセット印刷されたものを作製した。得られた印刷物Ｂでは、カラー画像を上から印刷してもほとんど隠蔽できずパターンが見えてしまっていた（肉眼による観察結果）。
【００３４】
《情報パターンの読み取り》
図２に示した情報パターン読み取り・真贋判定装置において、光電変換素子部１４としてＣＣＤカメラ（松下電工社製；ＡＮ８３２）を使用し、そのレンズ前面に、光学フィルタ部１５として、長波長カットフィルタ（朝日分光社製；ＳＩ０８４０）１５−１および短波長カットフィルタ（朝日分光社製；ＬＩ０８１０）１５−２を取り付けた。図３に、この場合に使用した長波長カットフィルタ１５−１および短波長カットフィルタ１５−２の光学特性を示す。
【００３５】
次いで、情報パターン１１が形成された印刷物Ａに対し、前記光学フィルタ部１５と同様の長波長および短波長の両カットフィルタを備えた光学フィルタ部１７を介して、８００ｎｍ付近に発光ピークを有する光源（ここではＬＥＤ）１６の光を照射した。その結果、プロセスインキによるカラー画像は読み取れず、光源１６からの光が吸収されることによって黒く見える情報パターン１１のみが識別できた。
【００３６】
同様にして、情報パターン１１が形成された印刷物Ｂに対し光源１６の光を照射したところ、印刷物Ａと同じく、プロセスインキによるカラー画像は読み取れず、光源１６からの光が吸収されることによって黒く見える情報パターン１１のみが識別できた。
【００３７】
《情報パターンの真贋判定》
次に、印刷物ＡおよびＢにおける情報パターン１１が本物であるか偽物であるかを判定するために、光源１６（ＬＥＤ）から８００ｎｍ付近に発光ピークを有する光を印刷物ＡおよびＢの情報パターン形成部分に照射した。そして、これらの情報パターン形成部分からの反射光が入力される光学フィルタ部１９としてハイパスフィルタ（朝日分光社製；ＬＩ０９６０）を備えた光電変換素子１８（ここではＰＤ）で、情報パターン形成部分からの９６０ｎｍから１０００ｎｍ以下での発光の有無を検知したところ、印刷物Ｂにおいては発光は検知されず、印刷物Ａのみ発光出力を検知することができた。こうして、印刷物Ａにおける情報パターンは本物であり、印刷物Ｂにおける情報パターンは偽物であると判定することができた。
【００３８】
なお、図３には、この場合に光学フィルタ部１９として使用したハイパスフィルタ（朝日分光社製；ＬＩ０９６０）の光学特性も示しておいた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明方法によって読み取られる情報パターンが記録された印刷物の一例を模式的に示す断面図。
【図２】本発明方法で使用する情報パターン読み取り・真贋判定装置の一構成例を示す構成図。
【図３】本発明の実施例で使用した各光学フィルタの光学特性（光透過率と波長との関係）を示すスペクトル図。
【符号の説明】
【００４０】
１ 印刷物
１１ 情報パターン
１３ 基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンの読み取りおよび真贋判定を行う方法であって、
基材上の情報パターンを含むパターン記録領域に赤外線を照射したときに、情報パターンの有無による反射光の強度差を利用して、前記パターン記録領域における情報パターンを読み取る一方、前記情報パターン存在部からの赤外線の発光の有無を検出することにより、当該情報パターンの真贋を判定することを特徴とする情報パターンの読み取り・真贋判定方法。
【請求項２】
情報パターンは、波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍに吸収のピークを持つ蛍光インキを用いて記録されたものである、請求項１記載の情報パターンの読み取り・真贋判定方法。
【請求項３】
情報パターンは、波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍの赤外線によって励起されて波長９５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を発する蛍光インキを用いて記録されたものである、請求項１または２記載の情報パターンの読み取り・真贋判定方法。
【請求項１】
赤外線に対して反射性を有する基材上に、特定波長領域の赤外線により励起されてピーク波長が当該励起波長とは異なる赤外線を発する蛍光インキを用いて記録された情報パターンの読み取りおよび真贋判定を行う方法であって、
基材上の情報パターンを含むパターン記録領域に赤外線を照射したときに、情報パターンの有無による反射光の強度差を利用して、前記パターン記録領域における情報パターンを読み取る一方、前記情報パターン存在部からの赤外線の発光の有無を検出することにより、当該情報パターンの真贋を判定することを特徴とする情報パターンの読み取り・真贋判定方法。
【請求項２】
情報パターンは、波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍに吸収のピークを持つ蛍光インキを用いて記録されたものである、請求項１記載の情報パターンの読み取り・真贋判定方法。
【請求項３】
情報パターンは、波長８００ｎｍ〜８５０ｎｍの赤外線によって励起されて波長９５０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線を発する蛍光インキを用いて記録されたものである、請求項１または２記載の情報パターンの読み取り・真贋判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２１５９５９（Ｐ２００６−２１５９５９Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０４４３（Ｐ２００５−３０４４３）
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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